“两软一硬”不稳定煤层综放工作面矿压显现规律及其控制技术的研究.pdf

中图分类号：TD31 密 级：公开 UDC：622 单位代码：10460 “两软一硬”不稳定煤层综放工作面矿压显 现规律及控制技术研究 Study on the pressure behavior of “two soft and one hard” top coal caving in unstable coal seam face and control technology 申请人姓名 杨岁寒 申请学位 硕 士 学 科 专 业 采矿工程 研究方向 矿山压力及其岩层控制 导 师 郭文兵 职 称 教 授 提 交 日 期 2011 年 4 月 答辩日期 2011 年 6 月 河南理工大学 万方数据 摘 要 本文针对云煤二矿“两软一硬”不稳定煤层在开采时出现回采巷道压力大、支架 变形和煤壁片帮严重等矿压显现问题，以该矿 22202 综放工作面为工程背景，综 合采用实验室岩石物理力学参数测试、相似模拟实验、现场实测、理论分析和数 值模拟相结合的方法进行分析研究。 首先，通过实验室岩石物理力学参数测定，得出了工作面顶底板岩层的物理 力学参数；其次，通过实验室相似模拟试验，研究了工作面上覆岩层的跨落破断 运移规律、应力分布规律及上三带高度；再次，在现场实测的基础上，研究了工 作面顶板来压情况、煤壁片帮情况，并对工作面支架运行状况进行了评价和在实 验室岩石物理参数测试和现场实测基础的是基础上对顶板进行了分类；最后，运 用理论分析和 FLAC3D 数值模拟软件的模拟，对综放工作面煤壁片帮破坏机理及影 响因素进行了深入的研究，得出了煤层厚度、推进距离、工作面支架工作阻力分 别与工作面围岩塑性区、超前应力分布规律及煤壁片帮的关系。 把所研究的成果应用于该工作面的后续生产，有效地解决了煤壁片帮等现场 问题，确保了工作面的安全高产高效生产，进而取得了良好的技术效益和经济效 益。同时，为该矿其他或地质条件相似矿区的综放工作面安全生产提供了理论指 导。 关键词：两软一硬；矿压显现；相似模拟；数值模拟；煤壁片帮 I 万方数据 Abstract For the strata behavior problems of the big gateway pressure and deformation of support and severe rib spalling occurring in two-soft and one-hard unstable coal seam in mining the YUNMei second mine, the paper analysised and researched the problems by comprehensive adopting synthetically the methods of laboratory testing of rock